Monitoreo in situ y en tiempo real de la evolución química y térmica de baterías de iones de litio con cátodo de óxido estratificado rico en níquel monocristalino

Resumen Los óxidos estratificados ricos en níquel de alta capacidad son materiales de cátodo prometedores para la fabricación de baterías de iones de litio (LIBs) con alta densidad de energía. Sin embargo, el descontrol térmico de las LIBs con estos cátodos plantea grandes preocupaciones de seguridad. En este estudio, se ha preparado LiNi 0.9 Co 0.05 Mn 0.05 O 2 monocristalino (NCM‐SC) y se enterró una fibra óptica flexible dentro de las LIBs tipo pouch con cátodo NCM‐SC para estudiar in situ su evolución de temperatura en tiempo real durante el proceso de carga/descarga. NCM‐SC muestra una eficiencia de transporte de iones Li + mejorada y cinética de reacción del electrodo, que puede reducir efectivamente la generación de calor de polarización y mitigar el aumento de temperatura interna de la batería tipo pouch. Mientras tanto, la descomposición de la película de interfaz de electrolito sólido (SEI) y la acumulación de gas se alivian efectivamente, debido a la estabilidad térmica mejorada de la película SEI formada en NCM‐SC. Además, la arquitectura de cristal único puede retardar efectivamente la transición de fase de estratificado a espinela y sal de roca, mitigar la formación de grietas y el colapso estructural. Como consecuencia, NCM‐SC exhibe un excelente rendimiento electroquímico y estabilidad térmica mejorada.